分子生物學(xué)碩士生復(fù)習(xí)題張

1、1 闡述基因概念和你對基因定義的了解。基因是指定產(chǎn)生一條多肽鏈的一段位于編碼區(qū)前后的前導(dǎo)序列和后隨序列，以及處在兩個(gè)編碼片段之間的間隔序列。-Ge nes VIII基因被定義為功能單位是在發(fā)現(xiàn)單個(gè)基因負(fù)責(zé)產(chǎn)生特定的蛋白質(zhì)之后。基因的DNA及其多肽鏈產(chǎn)物在化學(xué)性質(zhì)上的差異，導(dǎo)致了 一個(gè)基因編碼一種蛋白質(zhì)的概念產(chǎn)生，因此我們得更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膩矶x基因， 在許多情況下， 基因是編碼一段 RNA的一段DNA序列。2. 舉例解釋蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)構(gòu) MOTIF 、三級(jí)結(jié)構(gòu)、 DOMAIN 和四級(jí)結(jié)構(gòu)廠蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)：一條多肽鏈主鏈原子局部的空間排列。蛋白質(zhì)主鏈的折疊產(chǎn)生由氫鍵維系的有規(guī)那么的構(gòu) 象。如a

2、螺旋、B片層、B轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲等。超二級(jí)結(jié)構(gòu)MOTIF :在蛋白質(zhì)分子中特別是在球狀蛋白質(zhì)分子中經(jīng)?？梢钥吹接杉僭O(shè)干相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)元 件組合在一起，彼此相互作用，形成種類不多的、有規(guī)那么的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合，在多種蛋白質(zhì)中充當(dāng)三級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，稱為超二級(jí)結(jié)構(gòu)。3種根本組合形式：a a Ba籾B 3Domain結(jié)構(gòu)域：多肽鏈中一些連續(xù)的或不連續(xù)的氨基酸，在二級(jí)結(jié)構(gòu)或超二級(jí)結(jié)構(gòu)的根底上進(jìn)一步組裝成 三級(jí)結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)，形成可被特定分子識(shí)別和具有特定功能的三級(jí)結(jié)構(gòu)元件。它是相對獨(dú)立的緊密球狀實(shí)體，稱為結(jié)構(gòu)域。如紅細(xì)胞凝集素含有一個(gè)球狀和一個(gè)纖維狀的結(jié)構(gòu)域。三級(jí)結(jié)構(gòu)：一條肽鏈的所有原子的空間排列。三級(jí)結(jié)構(gòu)是

3、在二級(jí)結(jié)構(gòu)的根底上由疏水作用和側(cè)鏈相互作用形成的。如肌紅蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)有8段a螺旋區(qū)每個(gè) a螺旋區(qū)含724個(gè)氨基酸殘基，有18個(gè)螺旋間區(qū)肽鏈拐角處為非螺旋區(qū)亦稱螺旋間區(qū)，包括 N端有2個(gè)氨基酸殘基，C端有5個(gè)氨基酸殘基的非螺旋區(qū)內(nèi)部存在 一口袋形空穴，血紅素居于此空穴中。四級(jí)結(jié)構(gòu)：幾個(gè)亞基在三級(jí)結(jié)構(gòu)的根底上相互作用所形成的空間結(jié)構(gòu)。如血紅蛋白是由4個(gè)亞基聚合而成的，4個(gè)亞基兩兩相同，即含兩個(gè)a亞基和兩個(gè)B亞基。在一定條件下，這種蛋白質(zhì)分子可以解聚成單個(gè)亞基，亞基在聚合或解聚時(shí)對某些蛋白質(zhì)具有調(diào)節(jié)活性的作用。3. 解釋大腸桿菌DNA復(fù)制的根本過程。E.coli只有一個(gè)復(fù)制起始位點(diǎn)，由245bp組

4、成，在大多數(shù)細(xì)菌中高度保守，其DNA復(fù)制其實(shí)階段需要在引發(fā)體作用下合成RNA引物。起始：<1>.在Hu蛋白，INF協(xié)助下，DnaA蛋白四聚體在 ATP參與下通過消耗 ATP,結(jié)合于OriC的9bp重復(fù)序列, 這種結(jié)合具有協(xié)同性，能使20-40個(gè)DnaA在較短時(shí)間內(nèi)結(jié)合到 OriC附近的DNA上。<2>. DnaA蛋白組裝成蛋白核心，DNA環(huán)繞其上。<3>. DnaA水解ATP驅(qū)動(dòng)TATA box序列解鏈，形成長約 45bp的開放起始復(fù)合物。<4>.在DnaC和DnaTA的協(xié)助下，兩個(gè) DnaB被招募到解鏈區(qū)。<5>.在DnaB作用下，

5、OriC內(nèi)接戀曲不斷擴(kuò)大，形成復(fù)制泡，SSB結(jié)合于單鏈DNA上，期間解旋形成張力由TOP II消除。延伸：<1>.在PriA , PriB和PriC的協(xié)助下，DnaG被招募到兩個(gè)復(fù)制叉上與DnaB結(jié)合，DnaA脫離復(fù)合物。<2>. DnaG沿著DNA模板鏈合成前導(dǎo)鏈的 RNA引物。<3>. DnaG沿著DNA模板鏈合成后隨鏈的 RNA引物。<4>. DNA Pol III結(jié)合到兩個(gè)復(fù)制叉上。<5>.由DNA Pol III分別合成前導(dǎo)鏈和后隨鏈。終止：E.coli順時(shí)針復(fù)制叉有4個(gè)連續(xù)排列的稱作終止子的序列，逆時(shí)針復(fù)制叉有3個(gè)連續(xù)排列

6、終止子。當(dāng)復(fù)制叉移動(dòng)到終止子處，被稱作終點(diǎn)利用物質(zhì)的蛋白結(jié)合在Ter序列上，阻值復(fù)制叉移動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)復(fù)制叉相遇，那么完成整個(gè)DNA復(fù)制。復(fù)制完成后兩個(gè)子代分子需由TOP IV將其中一個(gè)環(huán)切開，使兩個(gè)子代分子別離之后再由連接酶連接成環(huán)。4. DNA 聚合酶山各亞基的功能。DNA聚合酶III是一個(gè)900kDa的復(fù)合體，它包括 10個(gè)蛋白質(zhì)，組成 4個(gè)亞復(fù)合體，包括：有兩份拷貝的催化核心，每個(gè)催化核心包括a亞基DNA聚合酶卜&亞基3 '-5 '核酸外切酶校正活性、和B亞基刺激核酸外切酶有兩份拷貝的二聚化亞基T它將兩個(gè)催化核心連接在一起，維持二聚體丫復(fù)合體由5個(gè)蛋白質(zhì)組成，而夾鉗

7、組裝機(jī)丫使具有前進(jìn)動(dòng)力的亞基B結(jié)合到DNA上5. 說明 Rolli ng Circle Replicati on 。在以這種機(jī)制進(jìn)行的復(fù)制中，親代雙鏈DNA的一條鏈在 DNA復(fù)制起點(diǎn)處被切開，其5'端游離出來。這樣，DNA聚合酶III便可以將脫氧核糖核苷酸聚合在3'-0H端。當(dāng)復(fù)制向前進(jìn)行時(shí)，親代DNA上被切斷的5'端繼續(xù)游離下來，并且很快被單鏈結(jié)合蛋白所結(jié)合。因?yàn)?'端從環(huán)上向下解鏈的同時(shí)伴有環(huán)狀雙鏈DNA環(huán)繞其軸不斷的旋轉(zhuǎn)，而且以3'-OH端為引物的 DNA生長鏈那么不斷地以另一條環(huán)狀DNA鏈為模板向前延伸，因而稱為滾環(huán)復(fù)制。由于只有一條DNA鏈?zhǔn)峭?/p>

8、整的，因而在 DNA解鏈時(shí)不會(huì)產(chǎn)生拓?fù)鋵W(xué)上的問題，即未解鏈的雙螺旋區(qū)不會(huì)產(chǎn)生超螺旋。在這種復(fù)制方式中，DNA的延伸可以一直進(jìn)行下去，產(chǎn)生的 DNA鏈可以是親代 DNA單位長度的許多倍。這么長的DNA鏈?zhǔn)侨绾无D(zhuǎn)變?yōu)閱挝婚L度的DNA分子的，目前尚不清楚?？赡苁怯商禺惖膬?nèi)切酶切開產(chǎn)生單位長度的子代DNA。這些DNA可自身環(huán)繞，或保持線性分子狀態(tài)。6. 說明端粒結(jié)構(gòu)與端粒酶的功能。端粒的結(jié)構(gòu)：端粒是真核細(xì)胞染色體末端的特殊結(jié)構(gòu)，是由端粒DNA和與端粒DNA特異結(jié)合的端粒結(jié)合蛋白組成的核糖核酸的蛋白質(zhì)復(fù)合物，不同的真核細(xì)胞端粒存在類似的DNA序列與結(jié)構(gòu)，且高度保守。富含G,而且富含G的鏈53比富含C的鏈

9、35突出1416個(gè)核苷酸，并在末端形成一個(gè) DNA襻，使其末端不存在任何游離的結(jié)構(gòu)，以保證其穩(wěn)定性，該結(jié)構(gòu)的形成由TRF2催化。端粒除簡單的核苷酸重復(fù)外，還包含有特殊的非核小體蛋白端粒結(jié)合蛋白.端粒結(jié)合蛋白依據(jù)結(jié)合特性分為兩大類 雙鏈TBPs double-strand TBPs:這是一類可特異地與雙鏈端粒重復(fù)序列結(jié)合的蛋白質(zhì)，它在端粒長度的維持中具有重要作用，而且對端粒具有保護(hù)和調(diào)節(jié)功能。2單鏈TBPssingle-strand TBPs:可結(jié)合于 3單鏈突出的末端，對于染色體末端的戴帽以及端粒酶活性的調(diào)節(jié)具重要作用。端粒酶的功能：端粒酶的主要作用是維持端粒的長度。端粒酶不但可以維持已經(jīng)存在

10、的端粒DNA，同時(shí)端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶能夠識(shí)別斷裂染色體的末端，重新將端粒重復(fù)序列加到染色體的斷裂末端或非端粒DNA上。端粒酶能利用端粒 3'端單鏈為引物，自身的 RNA為模板合成端粒重復(fù)序列添加到染色體末端，從而延長端粒的長度。另外，端粒酶能保護(hù)染色體末端，任何一種別的末端結(jié)構(gòu)7. 闡述原核生物 DNA修復(fù)機(jī)制舉 3例錯(cuò)配修復(fù)直接修復(fù)切除修復(fù)重組修復(fù)應(yīng)急反響SOS8. 闡述DNA重組中相關(guān)的重要蛋白質(zhì)。了解重組中許多蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和生化功能有助于我們深入理解重組的機(jī)制，其中有許多重要的蛋白質(zhì)如RecA,RecBCD, RuvA, RuvB 和 RuvC.RecA蛋白R(shí)ecBCD酶的三個(gè)亞基分

11、別由基因 recB,recC,recD編碼，它具有5種酶活性： a核酸外切酶活性；結(jié)合在雙鏈DNA的斷裂處，同時(shí)降解兩條鏈；b. 解旋酶活性：其解旋的速度比形成螺旋的速度快，當(dāng)沿著DNA分子前進(jìn)時(shí)，能形成單鏈DNA環(huán);c. 核酸內(nèi)切酶活性；d. ATP酶活性；e. ssDNA核酸外切酶活性。9. 闡述易位因子概念和反轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制機(jī)制。易位因子:1 定義：易位因子又稱轉(zhuǎn)座子或跳躍基因是一類DNA序列，它們能夠在基因組中轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄，或在 內(nèi)切酶的作用下，在其他基因座上出現(xiàn)。易位因子的這種行為，與假基因的出現(xiàn)頗有相似甚至相同之處。2種類： 真核生物中根據(jù)轉(zhuǎn)座子"跳躍方式的不同分為I型和I

12、I型轉(zhuǎn)座子。a、 I型轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座中間體是RNA。該型轉(zhuǎn)座子先被轉(zhuǎn)錄為RNA，再經(jīng)轉(zhuǎn)錄成為 DNA，才被插入到目標(biāo)位點(diǎn)中。b、II型轉(zhuǎn)座中間體是 DNA。該類型轉(zhuǎn)座子在結(jié)構(gòu)上有其特點(diǎn)，其兩端是兩段直接重復(fù)序列，隨后連接的是 反向重復(fù)序列，中間為插入序列。 細(xì)菌的轉(zhuǎn)座子有兩類：a. 插入序列IS，是簡單的轉(zhuǎn)座子，出專做所需基因外不攜帶任何標(biāo)記基因。b. 復(fù)雜轉(zhuǎn)座子Tn，除轉(zhuǎn)座酶基因外還攜帶有各種標(biāo)記基因。艸 IdNAft虞KI的！*帶"色蟲人弐對帰粽三甲SH啊*削R亠氓2 h -T £10 原核生物啟動(dòng)子所組成的保守序列和終止子特異序列是什么？啟動(dòng)子保守序列有： 在起點(diǎn)上游約-

13、35位置，找到以保守序列：TTGACA，稱為識(shí)別區(qū)或-35序列。在-10 處找到6 bp的保守序列：TATAAT，稱為Pribnow box，或-10序列。這兩個(gè)序列是 RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合 位點(diǎn)，能與 b因子相互識(shí)別而具有很高的親和力。 3在-35區(qū)和-10區(qū)之間的距離17±1 bp。保持啟動(dòng)子這二段序 列及它們之間的距離是很重要的。75啲如-IQI T G A CA 1610 bp«TATAAT69 T9W 5*77 m eo9« 82終止子：提供轉(zhuǎn)錄停止信號(hào)的 DNA序列。所有的原核生物的終止子在終止點(diǎn)之前均有一個(gè)回文結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)生的RNA可形成莖環(huán)構(gòu)成

14、的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。大腸桿菌中有兩類終止子：不依賴p的終止子簡單終止子和依賴p勺終止子。簡單終止子除能形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)外，在終點(diǎn)前還有一段由6-8個(gè)A組成的序列，所以轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的 3'端為寡聚U，另外回文對稱區(qū)通常有一段富含G-C的序列。依賴p的終止子必須在p因子存在時(shí)才發(fā)生終止作用，回文區(qū)無富含G-C，也無寡聚U。11. RNA聚合酶I識(shí)別的啟動(dòng)子包含有哪兩個(gè)局部？分別有什么蛋白因子識(shí)別？RNA聚合酶I只轉(zhuǎn)錄編碼核糖體RNA的基因，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)切割和加工后生成各種成熟rRNA.RNA聚合酶I的轉(zhuǎn)錄單位有兩段起始調(diào)控序列，核心啟動(dòng)子Core promoter和上游啟動(dòng)元件upstreampromote

15、r eleme ntUPE核心啟動(dòng)子Core promoter位于起始位點(diǎn)周圍，從-45延伸到+20,它本身就足以起始轉(zhuǎn)錄。但是，其效率可 被位于-180到-107的上游啟動(dòng)元件UPE顯著提高。與一般啟動(dòng)子相比，這兩個(gè)區(qū)域都有不尋常的組成，富含 G?C堿基對，而且它們約有 85%是一致的。RNA聚合酶I需要上游元件結(jié)合因子UBF1和選擇因子SL1 兩個(gè)輔助因子。UBF1是一個(gè)單鏈多肽，它先后與UPE和核心啟動(dòng)子上富含 G?C區(qū)結(jié)合。SL1因子是一個(gè)四聚體蛋白，其作用類似于原核生物b因子，本身對于啟動(dòng)子沒有特異性，但一旦UBF1結(jié)合，SL1就可以協(xié)同UPE結(jié)合到此覆蓋的 DNA延伸區(qū)域，可能其主

16、要功能是使RNA聚合酶正確的定位在起始位點(diǎn)。發(fā)生在兩個(gè)部位的結(jié)合因子之間相互作用的詳細(xì)情況尚不清楚。12. RNA聚合酶 山 識(shí)別的啟動(dòng)子有哪幾類？其定位因子是什么？類型I由boxA序列和一個(gè)隔開的 boxC序列組成，類型II由boxA和一個(gè)隔開的 boxB序列組成。類型II啟動(dòng)子上的 A盒和B盒之間的距離可以變化很大， 但兩盒不能過近，太近會(huì)失去其功能。我們將在稍后討論其上游類型的組織結(jié)構(gòu)。類型III被分隔的啟動(dòng)子序列在起始位點(diǎn)上游，有三個(gè)上游元件：Oct PSE TATA o RNA聚合酶川在上游啟動(dòng)子的起始可在緊靠起始位點(diǎn)上游的一段短區(qū)域內(nèi)發(fā)生，而且該區(qū)域只包含 TATA元件。然而，如果

17、具有PSE近端序列元件和OCT元件，轉(zhuǎn)錄的效率會(huì)大大提高。這些元件的結(jié)合因子能夠起互相協(xié)調(diào)作用。RNA聚合酶III通過內(nèi)部啟動(dòng)子起始轉(zhuǎn)錄過程中，包含著TFIIIA、TFIIIC、TFHIB以及聚合酶的依次組裝，。TF川A和TF川C是裝配因子，其作用是幫助TF川B結(jié)合在正確的位置。 TF川B是RNA聚合酶川所需要的真正的起始因子，負(fù)責(zé)RNA聚合酶的正確定位。在類型I啟動(dòng)子，TF川A結(jié)合一個(gè)包括 boxC的序列，而且該結(jié)合是TF川C結(jié)合所需要的，TF川C的結(jié)合又引發(fā)TF川B與起始位點(diǎn)周圍的一個(gè)序列結(jié)合。在類型II啟動(dòng)子，TF川C識(shí)別boxB，但結(jié)合在一個(gè)更大的區(qū)域包括boxA和boxB，然后招募T

18、F川B結(jié)合。對于上游啟動(dòng)子的 第III類啟動(dòng)子，TATA元件被一個(gè)包含 TBP的因子識(shí)別，多種轉(zhuǎn)錄因子直接識(shí)別上游 位點(diǎn)形成前起始復(fù)合體包括TBP，此復(fù)合體被 RNA聚合酶川所識(shí)別。13. RNA聚合酶II識(shí)別的啟動(dòng)子含有多種順式作用因子，請舉4例。RNA聚合酶II啟動(dòng)子涉及眾多編碼蛋白質(zhì)基因表達(dá)的控制，該類型啟動(dòng)子包含四類控制元件：根本啟動(dòng)子、起始子、上游元件和應(yīng)答元件。這些元件的不同組合，再加上其它序列的變化，構(gòu)成了數(shù)量十分龐大的各種啟動(dòng) 子。它們受相應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子的識(shí)別和作用。eg1: TATA box通常位于起始位點(diǎn)上游約 25bp處的7bp保守區(qū)，它組成唯一的上游啟動(dòng)子元件，此元件距起

19、始位點(diǎn)有相對固定的位置，具有定位轉(zhuǎn)錄起始的功能。它可以在所有真核生物中找到。TATA盒傾向于被富含G*C對的序列環(huán)繞，可能是 TATA盒起作用的一個(gè)因子。具有選擇定位轉(zhuǎn)錄點(diǎn)的功能，作為定位因子起作用的eg2: GC box通常在起始位點(diǎn)上游 40-70bp處，但在每一個(gè)啟動(dòng)子中，GC盒前后的情況是不一樣的。功能是加強(qiáng)轉(zhuǎn)錄，兩個(gè)方向都有效。eg3: CAAT box約在-75bp處，決定了轉(zhuǎn)錄的效率，兩個(gè)方向都有效。eg4:核苷酸八聚體Oct,8bp長的序列元件能增強(qiáng)真核生物啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄功能。14. 如何實(shí)現(xiàn)真核生物一蛋白基因在大腸桿菌細(xì)胞中受控、穩(wěn)定、分泌和高效表達(dá)。首先，要構(gòu)建有效的表達(dá)載體

20、，一般可以在目的基因上游加上乳糖操縱子，通過培養(yǎng)的時(shí)候先擴(kuò)增生物量， 再誘導(dǎo)產(chǎn)物形成的可調(diào)控型表達(dá)；提高表達(dá)錄水平：1選擇作用性強(qiáng)、可嚴(yán)緊調(diào)節(jié)的啟動(dòng)子、正確的閱讀框及不依賴Rho因子的終止子2一位于翻譯起始密碼子5'端大約9bp的SD序列3使mRNA形成二級(jí)結(jié)構(gòu)的可能性最小。4提高mRNA穩(wěn)定性：在E.coli中有兩類保護(hù)性元件能夠穩(wěn)定mRNA類由mRNA勺5' UTRs中的序列組成；另一類由3' UTRs和多順反子間區(qū)的發(fā)卡結(jié)構(gòu)組成。3選用缺乏某些特定 RNase的宿主菌來提高基因的表達(dá)4通常插入三個(gè)終止密碼子以防止核糖體的跳躍，在E.coli中偏向于使用 UAA密碼

21、子。5選用蛋白酶缺陷的菌株，以防止蛋白質(zhì)的蛋白酶解6構(gòu)建N-末端或C-末端融合蛋白；融合系統(tǒng)能夠產(chǎn)生大量的可溶性的融合蛋白7與分子伴侶共表達(dá)9優(yōu)化培養(yǎng)條件，E.coli中的蛋白質(zhì)產(chǎn)量可以通過高細(xì)胞密度培養(yǎng)系統(tǒng)而獲得顯著提。提高蛋白分泌：1在大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)中，金黃色葡萄球菌A蛋白的信號(hào)肽能引導(dǎo)帶有E結(jié)構(gòu)域的A蛋白片段或融合產(chǎn)物從細(xì)胞質(zhì)外泌到培養(yǎng)基中，如果能利用可控的強(qiáng)啟動(dòng)子進(jìn)行A蛋白信號(hào)肽引導(dǎo)的基因共表達(dá)，那么有望在蛋白質(zhì)外泌方面有所突破。2對培養(yǎng)基的特殊操作。如，添加甘氨酸能增強(qiáng)外周質(zhì)蛋白釋放到培養(yǎng)基 中，且不引起明顯的細(xì)菌裂解。15 請闡述RNA SPLICING的根本過程。16. 請闡述

22、核酶概念及應(yīng)用的研究進(jìn)展。核酶ribozyme是一類具有催化活性的 RNA分子，可通過堿基配對特異地與相應(yīng)的RNA底物結(jié)合,并在特定的位點(diǎn)切割底物RNA分子。核酶的種類很多，從結(jié)構(gòu)上看主要有發(fā)夾狀核酶hairpin ribozyme和錘頭狀核酶hammerhead ribozyme。目前，核酶主要用于基因治療上。即將核酶基因?qū)爰?xì)胞內(nèi)，使其在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)出相應(yīng)的核酶，從而對mRNA進(jìn)行切割，在翻譯水平阻止某些基因的異常表達(dá)，到達(dá)治療疾病的目的。1. 核酶在腫瘤治療中的應(yīng)用 核酶與癌基因：切割目的基因的，阻斷癌基因的表達(dá)，誘導(dǎo)其分化和凋亡。 核酶與多藥耐藥性：設(shè)計(jì)核酶抑制耐藥相關(guān)基因的表達(dá)，使耐藥

23、的腫瘤細(xì)胞重新獲得對化療藥物的敏感性。 核酶和端粒酶：應(yīng)用核酶技術(shù)通過抑制端粒酶活性，從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。2. 核酶在抗病毒中的應(yīng)用 抗艾滋病病毒HIV :利用特異性核酶在細(xì)胞內(nèi)抑制 HIV-1的LTR mRNA表達(dá)，降低細(xì)胞HIV-1病毒蛋白的表 達(dá)水平。 抗乙肝病毒HBV :核酶能特異地切割HBV前基因組RNA ,使其喪失模板盡管核酶已經(jīng)開始應(yīng)用于人體內(nèi)治療，但尚有許多問題有待解決。例如：如何獲得高效、無毒的特異性核酶，如何選擇靶序列中最正確切割位點(diǎn)，如何提高核酶進(jìn)入靶細(xì)胞的效率并穩(wěn)定發(fā)揮作用等。17. 請闡述 Ami no acyl tRNA syn thetases 在蛋白質(zhì)翻譯中

24、的作用。在蛋白質(zhì)翻譯中，每種tRNA分子在它到達(dá)核糖體之前都需與相應(yīng)的氨基酸結(jié)合，這種結(jié)合是在一系列被稱為氨酰-tRNA合成酶作用下完成的。 大多數(shù)細(xì)胞可產(chǎn)生二十種不同的氨酰-tRNA合成酶，每一種酶既識(shí)別tRNA ,又能識(shí)別氨基酸，對兩者都具有高度專一性。它們各不相同，各負(fù)其責(zé)，使一種氨基酸與其相應(yīng)的一套tRNA分子結(jié)合。這些酶可以將正確的氨基酸裝載到相應(yīng)的tRNA分子上，于是，tRNA就可以執(zhí)行它從 DNA的脫氧核糖核苷酸序列信息到蛋白質(zhì)的氨基酸序列信息的翻譯功能，保證了蛋白質(zhì)翻譯的真實(shí)性。1. 氨酰tRNA合成酶正確識(shí)別相應(yīng)tRNA并使其氨?；臋C(jī)制，可維護(hù)翻譯的精確性，是中心法那么的重

25、要 保障.2. 每種氨基酸都被一種特定的氨酰 -tRNA合成酶識(shí)別，而后者可識(shí)別所有能攜帶這種氨基酸的tRNA。氨酰 -tRNA合成酶有校對功能，可檢驗(yàn)合成的氨酰 -tRNA，水解非正確的氨酰-tRNA。合成酶在識(shí)別tRNA和氨基酸 時(shí)都使用了校對機(jī)制。18. 在翻譯水平上解釋為何真核生物通常具有單順反子結(jié)構(gòu)，而原核生物卻具有較多的多順反子結(jié)構(gòu)。原核細(xì)胞中數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)基因常串聯(lián)為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，轉(zhuǎn)錄生成的mRNA可編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)，為多順反子。真核 mRNA只編碼一種蛋白質(zhì)，為單順反子。1從翻譯機(jī)制來講，首先，原核生物是屬于轉(zhuǎn)錄共翻譯，mRNA存在半衰期很短，需要快速利用它翻譯蛋白質(zhì)，而真核

26、生物是轉(zhuǎn)錄之后，進(jìn)行一系列的 mRNA加工，再將成熟的 mRNA運(yùn)輸?shù)胶送夥g，因此原核生物選 擇多順反子有利于蛋白質(zhì)高效快速表達(dá)，而真核生物單順反子有利于蛋白表達(dá)的精準(zhǔn)調(diào)控。2從適應(yīng)環(huán)境來講，在不穩(wěn)定環(huán)境中生活的原核生物，原核生物要能活下來必須在生理上能夠適應(yīng)環(huán)境或調(diào) 節(jié)細(xì)胞活性來適應(yīng)改變了的條件。環(huán)境因子影響下，原核生物必需快速開啟或關(guān)閉某些基因的表達(dá)來適應(yīng)環(huán)境條件(主要是營養(yǎng)水平的變化)。而真核生物更重要的是實(shí)行基因表達(dá)的精準(zhǔn)調(diào)控，要求其在特定的時(shí)間特定的條件下表達(dá)特定的基因產(chǎn)物， 而當(dāng)mRNA上有多個(gè)核糖體存在時(shí)，第一個(gè)順反子的翻譯會(huì)影響mRNA的空間構(gòu)象，從而影響其基因表達(dá)的精準(zhǔn)調(diào)控

27、。19 分析大腸桿菌乳糖操縱子的正負(fù)調(diào)控機(jī)制乳糖操縱子的結(jié)構(gòu) 大腸桿菌的乳糖操縱子含 Z、Y及A三個(gè)結(jié)構(gòu)基因，此外還有一個(gè)操縱序列0、一個(gè)啟動(dòng)序列P及一個(gè)調(diào)節(jié)基因1。1基因編碼一種阻遏蛋白，后者與0序列結(jié)合，使操縱子受阻遏而處于轉(zhuǎn)錄失活狀態(tài)。在啟動(dòng)序列 P上游還有一個(gè)分解(代謝)物基因激活蛋白CAP結(jié)合位點(diǎn)，由P序列、0序列和CRP結(jié)合位點(diǎn)共同構(gòu)成LAC操縱子的調(diào)控區(qū)，三個(gè)酶的編碼基因即由同一調(diào)控區(qū)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)基因產(chǎn)物的協(xié)調(diào)表達(dá)。(1) CRP的正性調(diào)節(jié)：分解代謝物基因激活蛋白CRP是同二聚體，在其分子內(nèi)有DNA結(jié)合區(qū)及CAMP結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)沒有葡萄糖及CAMP濃度較高時(shí)，CAMP與CRP結(jié)合，這

28、時(shí)CRP結(jié)合在乳糖啟動(dòng)序列附近的CRP位點(diǎn)，可刺激 RNA轉(zhuǎn)錄活性，使之提高 50倍；當(dāng)葡萄糖存在時(shí)，CAMP濃度降低，CAMP與CRP結(jié)合受阻， 因此乳糖操縱子表達(dá)下降。(2) 阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)：在沒有乳糖存在時(shí)，乳糖操縱子處于阻遏狀態(tài)。此時(shí)，1基因列在P啟動(dòng)序列操縱下表達(dá)的乳糖阻遏蛋白與0序列結(jié)合，故阻斷轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)。阻遏蛋白的阻遏作用并非絕對，偶有阻遏蛋白與0序列解聚。因此，每個(gè)細(xì)胞中可能會(huì)有寥寥數(shù)分子B半乳糖苷酶、透酶生成。當(dāng)有乳糖存在時(shí)，乳糖操縱子即可被誘導(dǎo)。真正的誘導(dǎo)劑并非乳糖本身。乳糖經(jīng)透酶催化、轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞，再經(jīng)原先存在于細(xì)胞中的少數(shù)3 -半乳糖苷酶催化，轉(zhuǎn)變?yōu)閯e乳糖。后者作為一

29、種誘導(dǎo)劑分子結(jié)合阻遏蛋白，使蛋白構(gòu)型變化，導(dǎo)致阻遏蛋白與0序列解離、發(fā)生轉(zhuǎn)錄，使 3半乳糖苷酶分子增加 1000倍。20 解釋大腸桿菌色氨酸操縱子的調(diào)控機(jī)制。阻遏機(jī)制：當(dāng)環(huán)境trp水平高時(shí)，trpR表達(dá)的阻遏蛋白 R與色氨酸產(chǎn)生復(fù)合設(shè)想變化而活化，與trpO特異性緊密結(jié)合，轉(zhuǎn)錄受阻遏。當(dāng)環(huán)境trp水平低時(shí)，R的無活性的形式存在，不能與trp0結(jié)合，對轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。衰減機(jī)制：當(dāng)trp到達(dá)一定水平，但還沒高到能活化R使其產(chǎn)生阻遏作用的程度時(shí)，系統(tǒng)傾向于精密調(diào)節(jié)，產(chǎn)生trp合成的酶類的量已經(jīng)明顯降低。Trp操縱子有兩個(gè)其他的區(qū)域，分別是 LP和a,有一段162bp的序列，稱前導(dǎo) RNA，編碼14個(gè)

30、氨基酸的多 肽，即前導(dǎo)多肽；兩個(gè) trp密碼子位于前導(dǎo)多肽中第 10和第11的位置；前導(dǎo) RNA有4段能相互配對的堿基序 列。通常在被翻譯的密碼子后，翻譯核糖體與mRNA中大約10個(gè)堿基接觸。因此，當(dāng)前導(dǎo)區(qū)最后的密碼子被翻譯時(shí)，核糖體局部覆蓋片段1和片段2,所以沒有堿基配對。回想一下，在偶聯(lián)的轉(zhuǎn)錄-翻譯系統(tǒng)中，前導(dǎo)核糖體位于聚合酶后不遠(yuǎn)處。因此，當(dāng)RNA聚合酶正在完成片段 4的合成時(shí)，如果核糖體接觸片段2，那么沒有片段2競爭片段3,片段3和片段4就能形成3-3莖環(huán)構(gòu)象。當(dāng)?shù)竭_(dá) 7個(gè)尿嘧啶核苷酸組成的終止序列時(shí)，3-4莖環(huán)構(gòu)象的存在使終止產(chǎn)生。如果存在的trp非常少，負(fù)載的tRNAtrp的濃度變得